高中物理 备课资料1《追寻守恒量》 新人教版必修1.doc

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1、人教版高一物理必修1备课资料1《追寻守恒量》一、能近年来,能的重要地位已是人人皆知.你或许会以为“能”这个词在古代就有了.其实不然,这个词的出现还不到二百年,英国科学家托马斯·杨在1807年第一次使用了它.能总是和功相伴随的,你做的功越多,需要的能量就越多;而能量越大,就可以做越多的功.事实上,托马斯·杨是从原意为“内部功”的希腊文中引申出“能”这个词的.能就是指某些物体具有的“内部功”,你可以通过使用能来得到功.尽管古代人还没有创造出“能”这个词来,但他们已有“能”的概念.他们知道干活得用力气,干得多了就累得慌.他

2、们还知道,活干得越多,力气就花得越大,同时会觉得越疲劳.如果他们知道“能”这个词,他们可能会说：“你身体内只有这么多能量,你干的活越多,就得花越多的能量,你就会感到越疲劳.”早在17世纪，哲学家莱布尼兹在惠更斯的运动量守恒的基础上对力学运动进一步研究发现，运动物体具有一种“活力”，并用质量与速度平方的乘积表示大小.他发现这种“活力”在物体碰撞时会转移，但“活力”的总量不变，而且物体在上升时，“活力”会使物体上升，“活力”暂时消失，但在物体落下时，“活力”会全部释放出来.18世纪末，人们研究热现象时认为物质中含有一种“

3、热质”，物体的温度高低就是含有“热质”的多少，温度发生变化，“热质”也发生转移，但“热质”总量不变.19世纪初，人们开始对热、光、电、磁、化学等问题进行深入研究，研究过程中发现每种现象中都含有不同的、类似“活力”“热质”一样的“自然力”，并且发现“活力”“热质”以及各种“自然力”会互相转化，尤其是各种“自然力”都会转化为“热质”.例如：通过摩擦生热说明“活力”会转化为“热质”，“温差电”现象说明“热质”会转化为电的“自然力”，电流热效应说明电流的“自然力”会转化为“热质”，还有光电效应、光磁效应、光辐射、电化学、电磁

4、感应等现象都说明“自然力”不能从“无”到“有”，一种“自然力”的产生必定是另一种“自然力”消耗的结果，各种“自然力”会相互转化，但它们是统一的，等价的，本质是相同的.于是人们用“能量”统称各种“自然力”，并指出能量并不是一种含在物质中的成分，而是依附在物质上，是物体具有的一种对外做功的能力.二、能量存在的基本形式能量依附于物质，以物质为载体，存在于物质的不同运动形式和相互作用中，在高中物理中能量从存在的基本形式来分可分为两大类：一类是存在于物质不同的基本运动形式中，我们可以统称为动能.不同的基本运动形式具有不同形式的

5、动能.宏观物体由于机械运动而具有的机械动能，微观分子由于热运动具有的分子动能，电子绕核高速运动的动能，核子运动的动能，光子运动具有的光能等，这类能量的大小也与运动有关.另一类能量是存在于一些具有特殊相互作用的物体组成的系统内，这类能量都与系统内物体间相对位置有关，这类能统称位能或势能.宏观物体与地球间的万有引力势能（重力势能），微观分子间的分子势能，电荷间的电势能，核子间的核势能等.这两大类基本形式的能量组成了宇宙万物中的各种各样的能量.机械运动的物体具有的机械能就是动能,重力势能与弹簧的弹性势能组成；物体内能就是所

6、有分子动能和分子势能总和；太阳能就是大量以光速运动的光子总能量；化学能就是化学物质内部原子、离子间的电势能总和；水能就是流动的水具有的动能和高处的水具有的重力势能；风能就是流动空气的动能；原子能就是原子内核子动能、核势能、电势能的总和.从更深的角度来说，能量又是物质存在的另一种形式.当物质具有的能量增加时，其质量将增大.能量减少时，质量减小.例如：铀核裂变释放能量,质量减小等等.一般的能量变化引起的质量变化很微小，几乎不可测量，只有在核反应过程中能量变化巨大，质量的变化略微大些才可以测量得出.-1-